將來有一天,你的手機或電腦沒電了,隻需拿到太陽下曬一曬就能繼續使用了,因為(wei) 它們(men) 的顯示器同時也是太陽能電池。這就是新加坡南洋理工大學(NTU)科學家發表在《自然·材料》雜誌上的最新成果,他們(men) 開發出的下一代太陽能電池材料,不僅(jin) 能把光轉化成電,電池本身還能按照需要發出不同顏色的光。
如果要找尋太陽能電池的最佳材料,那它最好是可以將光線滿滿地“吸收”,而不是“發射”光線。不過,新加坡南洋理工大學的研究人員們(men) ,卻找到了能夠同時吸收和發射光線的材料!該材料的主要成分,就是鈣鈦礦(Perovskite)。研究人員表示,其應用潛力相當廣泛。

由左及右:助教Nripan Mathews、助教Sun Tze Chien、以及Subodh Mhaisalkar教授。

Nripan Mathews展示的鈣鈦礦太陽能電池。

該材料能夠在白天吸收光線,並在夜晚“釋放”。
在吸收太陽光方麵,鈣鈦礦已經展露了不少的頭角。在某個(ge) 石墨烯光電設備原型中,其實現了15.6%的驚人效率。不過,在發現該材料能夠“發光”方麵,這支團隊卻是“偶然發現”的。
盡管大多數太陽能電池材料都專(zhuan) 長於(yu) 吸收光線,但是鈣鈦礦材料卻隻需用激光照射即可“點亮”。
當時,物理學家Sun Tze Chien正好讓博士後研究生Xing Guichuan用激光去照射他們(men) 開發中的一種新混合鈣鈦礦太陽能電池材料,然後奇跡就這麽(me) 發生了。
助理教授Sum表示,“我們(men) 所發現了是一種高品質的材料,它非常耐用,不但可以捕捉光粒子並將之轉化成電能,還可以反過來用。通過調整材料的成分,我們(men) 還能夠讓它發散出廣域的色彩,因此它也將適用於(yu) 作為(wei) 平麵顯示器的發光元件”。
另外,由於(yu) 鈣鈦礦可以製成半透明狀,因此它也可以放在屏幕下方,以便於(yu) 移動設備通過“自然的方式”在太陽下充電。
當然,該材料也能夠直接在夜間為(wei) 顯示設備提供“背光”和“點亮”屏幕。如果規模再大一點的話,鈣鈦礦材料甚至也可以是發出激光的好材料。
來自該校材料工程學院(MSE)與(yu) 能源研究所(ERI@N)的助理教授Nripan Mathews表示:“如此‘多才多藝’且低成本的通用材料,將會(hui) 是綠色建築等領域的福音”。
該研究小組已經為(wei) 該材料申請了太陽能電池專(zhuan) 利,其詳情已發表在《科學》(Science)期刊上。
像人體(ti) 裏的三磷酸腺苷那樣,輕鬆吸收又輕鬆釋放能量的材料,是可遇不可求的。一旦發現完美的儲(chu) 能材料,就能開辟出一片新天地,比如電動車產(chan) 業(ye) 就在渴求更好的儲(chu) 電材料。“光線銀行”的理念人們(men) 並不陌生,已有不少將白天的光線存到黑夜釋放的方法。但發現一種便宜卻能高效率地儲(chu) 存和釋放光線的礦石,這是意外之喜。鑒於(yu) 光本質上也是電磁波,說不定研究電池的科學家也能從(cong) 中得到啟示呢。
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